MADRID, 19 Feb. (EUROPA PRESS) -
Utilizando datos del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) astrónomos han recopilado un tesoro de agujeros negros activos en galaxias enanas y de candidatos a agujeros negros de masa intermedia.
Este doble logro no solo amplía la comprensión de los científicos sobre la población de agujeros negros en el Universo, sino que también prepara el terreno para futuras exploraciones sobre la formación de los primeros agujeros negros que se formaron en el Universo y su papel en la evolución de las galaxias, según los autores.
El proyecto DESI es una colaboración internacional de más de 900 investigadores de más de 70 instituciones de todo el mundo y está gestionado por el Berkeley Lab.
DESI es un instrumento de última generación que puede captar luz de 5.000 galaxias simultáneamente. Está instalado en el telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el Observatorio Kitt Peak de Estados Unidos. El programa se encuentra ahora en su cuarto de cinco años de estudio del cielo y está previsto que observe aproximadamente 40 millones de galaxias y cuásares cuando finalice el proyecto.
Con los primeros datos de DESI, que incluyen la validación del estudio y el 20% del primer año de operaciones, el equipo, dirigido por la investigadora postdoctoral de la Universidad de Utah Ragadeepika Pucha, pudo obtener un conjunto de datos sin precedentes que incluye los espectros de 410.000 galaxias, incluidas aproximadamente 115.000 galaxias enanas, galaxias pequeñas y difusas que contienen de miles a varios miles de millones de estrellas y muy poco gas. Este amplio conjunto permitiría a Pucha y su equipo explorar la compleja interacción entre la evolución de los agujeros negros y la evolución de las galaxias enanas.
Aunque los astrofísicos están bastante seguros de que todas las galaxias masivas, como nuestra Vía Láctea, albergan agujeros negros en sus centros, el panorama se vuelve confuso a medida que nos acercamos al extremo de baja masa del espectro. Encontrar agujeros negros es un desafío en sí mismo, pero identificarlos en galaxias enanas es aún más difícil, debido a su pequeño tamaño y a la capacidad limitada de nuestros instrumentos actuales para resolver las regiones cercanas a estos objetos. Sin embargo, es más fácil detectar un agujero negro que se alimenta activamente.
"Cuando un agujero negro en el centro de una galaxia comienza a alimentarse, libera una enorme cantidad de energía en su entorno, transformándose en lo que llamamos un núcleo galáctico activo", destaca Pucha en un comunicado. "Esta espectacular actividad sirve como un faro que nos permite identificar agujeros negros ocultos en estas pequeñas galaxias".
A partir de su búsqueda, el equipo identificó unas sorprendentes 2500 galaxias enanas candidatas que albergan un núcleo galáctico activo (AGN , por sus siglas en inglés), la muestra más grande jamás descubierta. La fracción significativamente mayor de galaxias enanas que albergan un AGN (2%) en relación con estudios anteriores (alrededor del 0,5%) es un resultado emocionante y sugiere que los científicos han estado pasando por alto una cantidad sustancial de agujeros negros de baja masa y sin descubrir.
En una búsqueda independiente a través de los datos de DESI, el equipo identificó 300 candidatos a agujeros negros de masa intermedia, la colección más extensa hasta la fecha. La mayoría de los agujeros negros son ligeros (menos de 100 veces la masa de nuestro Sol) o supermasivos (más de un millón de veces la masa de nuestro Sol). Los agujeros negros que se encuentran entre los dos extremos son poco conocidos, pero se cree que son las reliquias de los primeros agujeros negros que se formaron en el Universo temprano y las semillas de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de las grandes galaxias actuales. Sin embargo, siguen siendo esquivos, ya que hasta ahora solo se conocen entre 100 y 150 candidatos a agujeros negros de masa intermedia. Con la gran población descubierta por DESI, los científicos ahora tienen un nuevo y poderoso conjunto de datos para usar en el estudio de estos enigmas cósmicos.
"El diseño tecnológico de DESI fue importante para este proyecto, en particular el pequeño tamaño de sus fibras, que nos permitió hacer un mejor acercamiento al centro de las galaxias e identificar las sutiles señales de los agujeros negros activos", comenta Stephanie Juneau, astrónoma asociada de NOIRLab y coautora del artículo . "Con otros espectrógrafos de fibra con fibras más grandes, entra más luz estelar de las afueras de la galaxia y diluye las señales que estamos buscando. Esto explica por qué logramos encontrar una fracción más alta de agujeros negros activos en este trabajo en relación con los esfuerzos anteriores".
Por lo general, se espera que los agujeros negros encontrados en galaxias enanas se encuentren dentro del régimen de masa intermedia. Pero curiosamente, solo 70 de los candidatos a agujeros negros de masa intermedia recientemente descubiertos se superponen con candidatos a AGN enanos. Esto agrega otra capa de emoción a los hallazgos y plantea preguntas sobre la formación y evolución de los agujeros negros dentro de las galaxias.